本文選題：卟啉　切入點(diǎn)：菲并咪唑　出處：《中北大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：卟啉在400~450 nm及500~700 nm光譜范圍內(nèi)有很強(qiáng)的光吸收,吸收范圍較寬。但在450 nm~500 nm之間吸收較少,且熒光強(qiáng)度較弱。在卟啉環(huán)β位或meso位引入助色團(tuán)或發(fā)色團(tuán),可以使其光譜吸收與熒光性能得到改善,提高對(duì)光的吸收和光量子產(chǎn)率,以期在染料敏化太陽能電池領(lǐng)域得到應(yīng)用。菲并咪唑是一類熒光性強(qiáng)的化合物,熒光光譜范圍在350~600 nm之間,與卟啉的吸收光譜范圍能夠很好的匹配,使兩者容易進(jìn)行電子傳遞。本論文將菲并咪唑類化合物通過席夫堿結(jié)構(gòu)引入卟啉分子,研究對(duì)稱菲并咪唑類卟啉、不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉、以及菲并咪唑類雙核卟啉的光電性能。探索了橋連位置與卟啉光電性能的關(guān)系。通過Weidenhagen原理,合成了4種菲并咪唑前驅(qū)體,即:1-(4-甲酰基苯基)-9,10-菲并咪唑(前驅(qū)體1),1-(4-羧基苯基)-2-(4-甲�；交�)-9,10-菲并咪唑(前驅(qū)體2),1-(4-羧基苯基)-2-(4-甲酰基苯基)-9,10-菲并咪唑(前驅(qū)體3),和1,2-二(4-甲�；交�)-9,10-菲并咪唑(前驅(qū)體4);以經(jīng)典的Adler-longo法合成硝基卟啉,經(jīng)還原,得到氨基卟啉,最后與菲并咪唑前驅(qū)體脫水縮合得到席夫堿結(jié)構(gòu),合成目標(biāo)卟啉化合物P1,P2,P3,P4,P5及P6。通過紅外光譜,元素分析,以及核磁共振氫譜表征了前驅(qū)體及目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)。將前驅(qū)體及目標(biāo)化合物分別溶于DMF溶液,分別討論了對(duì)稱菲并咪唑類卟啉、不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉和菲并咪唑類雙核卟啉的光譜吸收性能、熒光性能和電化學(xué)性能。結(jié)果表明,橋連在菲并咪唑C2位置的卟啉與橋連在菲并咪唑N1位置的卟啉相比,吸收光譜紅移程度及熒光增強(qiáng)程度較大,其中,相對(duì)于四苯基卟啉(TPP),對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P3紅移12 nm,熒光強(qiáng)度提高近2倍;不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P5紅移13 nm,熒光強(qiáng)度提高近3倍;而菲并咪唑類雙核卟啉P6相對(duì)于單核卟啉P紅移4 nm,熒光強(qiáng)度提高近2倍。聚集性測(cè)試表明,單取代菲并咪唑的卟啉P1在溶液中容易發(fā)生聚集現(xiàn)象;而雙取代菲并咪唑的卟啉,即:對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P2和P3,不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P4和P5,以及菲并咪唑類雙核卟啉P6在DMF溶液中的吸光度隨濃度呈線性變化,分子間不易發(fā)生聚集。通過循環(huán)伏安法的測(cè)試表明,對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P1,卟啉P2和卟啉P3的起始氧化電位分別為0.88,0.738,和0.673 V,E_(HOMO)值分別為-5.28 eV,-5.138 eV和-5.073eV,ELUMO值分別為-3.459 eV,-3.36 eV和-3.466 eV,橋連在菲并咪唑C2位置的卟啉P3,氧化電位較低,HOMO能級(jí)與LUMO能級(jí)差較小,電子更容易激發(fā);不對(duì)稱菲并咪唑類卟啉P4和卟啉P5,起始氧化電位分別為0.938 V和0.579 V,E_(HOMO)值分別為-5.338 eV和-4.979 eV,ELUMO值分別為-2.785 eV和-2.802 eV,橋連在菲并咪唑C2位置的卟啉P5,氧化電位較低,HOMO能級(jí)與LUMO能級(jí)差較小,電子更容易激發(fā);菲并咪唑類雙核卟啉P6和單核卟啉P的起始氧化電位分別為0.675 V和0.713 V,E_(HOMO)值分別為-4.660 eV和-4.760 eV,ELUMO值分別為-3.374 eV和-3.357 e V,P6氧化電位較低,HOMO能級(jí)與LUMO能級(jí)差較小,電子更容易激發(fā)。且6個(gè)菲并咪唑類卟啉的E_(HOMO)值、ELUMO值分別與TiO2導(dǎo)帶能級(jí)和I-/I3-真空能級(jí)對(duì)匹配,可作為染料敏化太陽能電池(DSSCs)的光敏劑。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O626.23

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 顧承志;孟舒獻(xiàn);馮亞青;;卟啉敏化太陽能電池研究進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2015年06期

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本文編號(hào)：1707570